يعمل المولد المحمول على تشغيل أجهزة الأمان الصغيرة

TSUKUBA ، اليابان ، 18 فبراير 2022 - (ACN Newswire) - يمكن لجهاز جديد قائم على الماء يشبه العصا تحويل الطاقة من الحركة إلى كهرباء. يمكن استخدام التكنولوجيا ، التي تم الإبلاغ عنها في مجلة Science and Technology of Advanced Materials ، لتشغيل الأجهزة المحمولة ، مثل مصابيح الأمان.

مع الاهتمام المتزايد بإنترنت الأشياء والإلكترونيات الصغيرة ، هناك طلب كبير على مصادر الطاقة المحمولة. تتمثل إحدى طرق إنتاج الطاقة في حصاد الطاقة من البيئة ، مثل الطاقة الحرارية أو الشمسية أو الميكانيكية. لالتقاط الطاقة الميكانيكية - القوة التي يحصل عليها الجسم من موقعه وحركته - طور العلماء مولدات النانو الكهربائية الاحتكاكية ، والتي يمكنها إنتاج الكهرباء من خلال الاحتكاك.

"تعد المولدات النانوية الكهربائية النانوية واحدة من أكثر الأدوات فاعلية لحصاد الطاقة الميكانيكية بسبب إنتاجها الكهربائي العالي ، والتكلفة المنخفضة وسهولة الوصول إليها" ، هذا ما قاله البروفيسور سانغمين لي من جامعة تشونغ أنغ في جمهورية كوريا.

يتم شحن المولدات الكهربائية الاحترافية كهربائيًا عندما تتلامس مادتان مختلفتان ثم تنفصلان. على سبيل المثال ، عند فرك بالون على الملابس ، يصبح البالون مشحونًا ويمكن أن يلتصق بالأشياء. ومع ذلك ، فإن الاحتكاك بين مادتين يتسبب حتمًا في حدوث تلف ، مما يقلل من عمر الجهاز.

يمكن أن يقلل استخدام السوائل من الاحتكاك ، لكن المولدات القائمة على السوائل لها ناتج كهربائي أقل بكثير من المولدات الصلبة. هناك أيضًا مفاضلة بين جعل الجهاز كبيرًا بما يكفي لتحريك السائل وتوليد الكهرباء ، مع التأكد أيضًا من أنه مضغوط بدرجة كافية ليكون محمولًا.

للتغلب على هذه المشكلات ، طور باحثون في جامعة تشونج أنج ، مع زملائهم في كوريا الجنوبية والولايات المتحدة ، مولدًا خفيف الوزن ومضغوطًا يعتمد على الماء يمكنه إنتاج الطاقة الكهربائية عند الاهتزاز.

يتميز الجهاز بتصميم بسيط يشبه العصا ويتكون من 10 مل من الماء واسطوانة بوليمر وأقطاب كهربائية. مادة البوليمر الحاوية مشحونة سلبًا. يتحرك الماء لأعلى ولأسفل عند اهتزاز الجهاز ، ويكتسب شحنة موجبة يتم نقلها إلى الأقطاب لتوليد ناتج كهربائي مرتفع.

يوضح لي: "نظرًا لآلية وتصميمه البسيط ، يمكن استخدام هذا الجهاز الصغير والخفيف الوزن في الحياة اليومية. ويمكن إنتاج الطاقة الكهربائية ببساطة عن طريق صب الماء في المولد ثم اهتزازه".

اختبر الباحثون تصميمات مختلفة ، وغيّروا حجم ونسبة الأقطاب الكهربائية ، والمسافة المادية بين الأقطاب وكمية الماء من أجل تحديد التركيبة المثلى. وجدوا أن مولد العصا المحمولة يمكن أن يولد ناتجًا كهربائيًا عاليًا يصل إلى 710 فولت عندما يكون به مساحة كافية لحركة المياه ومنطقة قطب كهربائي عالية.

أظهر الباحثون أن المولد يمكنه تشغيل 100 مصباح LED ، مما يعني أنه يمكن استخدامه كعصا إضاءة للسلامة المرورية تضيء عند الاهتزاز. توضح هذه الدراسة إمكانية استخدام المولدات النانوية الاحتكاكية في مجموعة واسعة من التطبيقات اليومية.

مزيد من المعلومات
سانغمين لي
جامعة تشونج انج
البريد الإلكتروني slee98@cau.ac.kr

ورقة ابحاث: https://doi.org/10.1080/14686996.2022.2030195

حول علوم وتكنولوجيا المواد المتقدمة (STAM)

تنشر مجلة الوصول المفتوح STAM مقالات بحثية متميزة في جميع جوانب علم المواد ، بما في ذلك المواد الوظيفية والهيكلية والتحليلات النظرية وخصائص المواد. https://www.tandfonline.com/STAM

الدكتور يوشيكازو شينوهارا
مدير النشر STAM
البريد الإلكتروني شينوهارا.يوشيكازو@nims.go.jp

بيان صحفي وزعته Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.

حقوق النشر 2022 ACN Newswire. كل الحقوق محفوظة. www.acnnewswire.com يمكن لجهاز جديد قائم على الماء شبيه بالعصا تحويل الطاقة من الحركة إلى كهرباء. يمكن استخدام التكنولوجيا ، التي تم الإبلاغ عنها في مجلة Science and Technology of Advanced Materials ، لتشغيل الأجهزة المحمولة ، مثل مصابيح الأمان.

• كوينسمارت. أفضل بورصة للبيتكوين والعملات المشفرة في أوروبا.
• بلاتوبلوكشين. Web3 Metaverse Intelligence. تضخيم المعرفة. دخول مجاني.
• كريبتوهوك. الرادار. تجربة مجانية.
• المصدر: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/73140/